JP5648691B2 - 塗布方法、有機エレクトロニクス素子の製造方法 - Google Patents
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Description
1.帯状基材2の平面性は、膜を形成する前又は膜を形成した後のクリーニングした後の乾燥、塗布した後の乾燥等の熱処理が行われることで、基材2bと膜2aとが材質が異なる材料であるため、基材2bが膜2aのある場所と無い場所(2c)とで収縮度合いが異なって均一に収縮することが出来ず、基材の表面が凹凸状となってしまう。
2.更に、帯状基材2の有機エレクトロニクス素子を形成する側の面(表面)へのゴミの付着防止、スリキズ防止するため、この塗布面を非接触方式で搬送することが多く、5N/m幅以上、100N/m幅以下の低張力で搬送するため平面性の維持が困難となる。
3.張力を掛けられない状態で搬送するため、バックロール上での帯状基材2の安定した保持及び前記表面の凹凸を矯正して平坦化することが困難となり、均一な膜厚が得られなくなる。
0.1μm未満の場合は、吸引抵抗が大きくなって吸引圧力が不足し、帯状基材の凹凸の矯正の不足に伴い塗布膜厚が安定しなくなるため好ましくない。又、吸引圧力の不足で搬送中に帯状基材のズレが発生し塗布膜厚が安定しなくなるため好ましくない。
図1から図4に示す本発明の塗布方法を使用し、有機EL素子、有機薄膜トランジスター素子、有機太陽電池素子(以下、有機PV素子とも言う)、有機光電変換素子を初めとした、様々な有機エレクトロニクス素子等の有機機能層の製造に使用することが可能である。
1.基材の上に基材と異なる材質でパターン化された膜を有する帯状基材を用い、塗布前に熱処理をすることでパターンの部分と非パターンの部分とで収縮量の差から凹凸が生じて平面性が悪化した帯状基材を張力5N/m幅から100N/m幅で搬送しても、バックロールで凹凸を矯正して平坦化することが可能となり安定した膜厚の形成が可能となった。
2.多孔質の細孔の相当直径の平均値を0.1μmから25μmと従来よりも小さくすることで、当該細孔自身に帯状基材が入り込んでしまうことがなく、且つ乾燥の速い溶剤系塗布液を薄膜で塗布しても、バックロール上で多孔質の細孔の部分と細孔以外の部分で熱伝道の違いから発生する乾燥ムラが発生することなく塗布することが可能となった。
(2)基材/第1電極(陽極)/有機層(発光層)/電子輸送層/第2電極(陰極)/接着剤/封止部材
(3)基材/第1電極(陽極)/正孔輸送層/有機層(発光層)/正孔阻止層/電子輸送層/第2電極(陰極)/接着剤/封止部材
(4)基材/第1電極(陽極)/正孔輸送層(正孔注入層)/有機層(発光層)/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファー層(電子注入層)/第2電極(陰極)/接着剤/封止部材
(5)基材/第1電極(陽極)/陽極バッファー層(正孔注入層)/正孔輸送層/有機層(発光層)/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファー層(電子注入層)/第2電極(陰極)/接着剤/封止部材
発光層は、電極又は電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子及び正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であってもよい。前記発光層は、含まれる発光材料が前記要件を満たしていれば、その構成には特に制限はない。又、同一の発光スペクトルや発光極大波長を有する層が複数層あってもよい。各発光層間には非発光性の中間層を有していることが好ましい。
(II)基材/第1電極(陽極)/電子ブロック能を有する正孔輸送層/光電変換層/正孔ブロック能を有する電子輸送層/陰極バッファー層/第2電極(陰極)/接着剤/封止部材
(III)基材/第1電極(陽極)/陽極バッファー層/正孔輸送層/電子ブロック層/光電変換層/正孔ブロック層/電子輸送層/第2電極(陰極)/接着剤/封止部材
(IV)基材/第1電極(陽極)/陽極バッファー層/正孔輸送層/電子ブロック層/光電変換層/正孔ブロック層/電子輸送層/陰極バッファー層/第2電極(陰極)/接着剤/封止部材
光電変換層(p型半導体とn型半導体が混合された層、バルクヘテロジャンクション層、i層とも言う)が少なくとも1層以上あり、光を照射すると電流を発生する層である。
発光層中に含有される有機発光材料としては、カルバゾール、カルボリン、ジアザカルバゾール等の芳香族複素環化合物、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、ポリアリーレン、芳香族縮合多環化合物、芳香族複素縮合環化合物、金属錯体化合物等及びこれらの単独オリゴ体或いは複合オリゴ体等が挙げられるが、本発明においてはこれに限られるものではなく、広く公知の材料を用いることが出来る。
光電変換層(バルクヘテロジャンクション層)に用いられるp型半導体材料としては、種々の縮合多環芳香族低分子化合物や共役系ポリマー・オリゴマーが挙げられる。
光電変換層(バルクヘテロジャンクション層)に用いられるn型半導体材料としては、特に限定されないが、例えば、フラーレン、オクタアザポルフィリン等、p型半導体のパーフルオロ体(パーフルオロペンタセンやパーフルオロフタロシアニン等)、ナフタレンテトラカルボン酸無水物、ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド、ペリレンテトラカルボン酸無水物、ペリレンテトラカルボン酸ジイミド等の芳香族カルボン酸無水物やそのイミド化物を骨格として含む高分子化合物等を挙げることが出来る。
正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層に用いられる材料としては、フタロシアニン誘導体、ヘテロ環アゾール類、芳香族三級アミン類、ポリビニルカルバゾール、ポリエチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホン酸(PEDOT:PSS)などに代表される導電性高分子等の高分子材料が、又、発光層に用いられる、例えば、4,4′−ジカルバゾリルビフェニル、1,3−ジカルバゾリルベンゼン等のカルバゾール系発光材料、(ジ)アザカルバゾール類、1,3,5−トリピレニルベンゼンなどのピレン系発光材料に代表される低分子発光材料、ポリフェニレンビニレン類、ポリフルオレン類、ポリビニルカルバゾール類などに代表される高分子発光材料などが挙げられる。
電子注入・輸送層材料としては、種々のn型材料を用いることが出来る。本発明の有機エレクトロニクス素子に好ましく用いることが出来る材料の例としては、8−ヒドロキシキノリナートリチウム、ビス(8−ヒドロキシキノリナート)亜鉛等の金属錯体化合物若しくは以下に挙げられる含窒素五員環誘導体がある。即ち、オキサゾール、チアゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール若しくはトリアゾール誘導体が好ましい。具体的には、2,5−ビス(1−フェニル)−1,3,4−オキサゾール、2,5−ビス(1−フェニル)−1,3,4−チアゾール、2,5−ビス(1−フェニル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−(4′−tert−ブチルフェニル)−5−(4″−ビフェニル)1,3,4−オキサジアゾール、2,5−ビス(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、1,4−ビス[2−(5−フェニルオキサジアゾリル)]ベンゼン、1,4−ビス[2−(5−フェニルオキサジアゾリル)−4−tert−ブチルベンゼン]、2−(4′−tert−ブチルフェニル)−5−(4″−ビフェニル)−1,3,4−チアジアゾール、2,5−ビス(1−ナフチル)−1,3,4−チアジアゾール、1,4−ビス[2−(5−フェニルチアジアゾリル)]ベンゼン、2−(4′−tert−ブチルフェニル)−5−(4″−ビフェニル)−1,3,4−トリアゾール、2,5−ビス(1−ナフチル)−1,3,4−トリアゾール、1,4−ビス[2−(5−フェニルトリアゾリル)]ベンゼン等が挙げられる。
各有機材料には溶解特性(溶解パラメータやイオン化ポテンシャル、極性)がそれぞれにあり、溶解出来る溶媒には限定がある。又その際には溶解度もそれぞれ違うため、一概に濃度も決めることが出来ないが、本発明において用いられる溶媒の種類は、成膜しようとする有機材料に応じて、前記の条件に適ったものを、公知の溶媒から選択すればよく、例えば、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素、テトラクロロエタン、トリクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、クロロトルエン等のハロゲン系炭化水素系溶媒や、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アニソールなどのエーテル系溶媒、メタノールや、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、シクロヘキサノール,2−メトキシエタノール、エチレングリコール、グリセリン等のアルコール系溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ヘキサン、オクタン、デカン、テトラリン等のパラフィン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミルなどのエステル系溶媒、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のアミド系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン等のケトン系溶媒、ピリジン、キノリン、アニリン等のアミン系溶媒、アセトニトリル、バレロニトリル等のニトリル系溶媒、チオフェン、二硫化炭素などの硫黄系溶媒が挙げられる。尚、使用可能な溶媒は、これらに限るものではなく、これらを2種以上混合して溶媒として用いてもよい。
第1電極は、陰極、陽極は特に限定せず、素子構成により選択することが出来るが、好ましくは透明電極を陽極として用いることである。例えば、陽極として用いる場合、好ましくは380nmから800nmの光を透過する電極である。材料としては、4eVより大きな(深い)仕事関数を持つものが適しており、例えば、インジウムチンオキシド(ITO)、SnO2、ZnO等の透明導電性金属酸化物、金、銀、白金等の金属薄膜、金属ナノワイヤー、カーボンナノチューブ等を用いることが出来る。
第2電極は陰極、陽極は特に限定せず、素子構成により選択することが出来るが、好ましくは透明電極を陽極として用いることである。例えば、陰極として用いる場合、好ましくは仕事関数が4eV以下(浅い)の金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。この様な電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al2O3)混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、有機機能層との電気的な接合、及び酸化等に対する耐久性の点から、これら金属とこれより仕事関数の値が大きく(深く)安定な金属である第二の金属との混合物、例えば、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al2O3)混合物、リチウム/アルミニウム混合物、アルミニウム単独等が好適である。
基材としては、発光した光、若しくは起電力を発生させるための光を透過させることが可能な、即ちこれら光の波長に対して透明な部材であることが好ましい。本発明で用いることが出来る基材の例としては、ガラス基板や樹脂基材等が好適に挙げられるが、軽量性と柔軟性の観点から透明樹脂フィルムを用いることが望ましい。
作製した有機光電変換素子が大気中の酸素、水分等で劣化しない様に、有機EL素子や有機PV素子では、公知の手法によって封止することが好ましい。例えば、薄膜のアルミニウム、酸化ケイ素、酸化アルミニウム等のガスバリア層が形成されたプラスチックフィルムと有機エレクトロニクス素子の上を接着剤やUV硬化・熱硬化樹脂等で封止接着し貼合する手法、ガスバリア性の高い有機高分子材料(ポリビニルアルコール等)をスピンコートする方法、ガスバリア性の高い無機薄膜(酸化ケイ素、酸化アルミニウム等)又は有機膜(パリレン等)を真空下や大気下でスパッタ法やCVD法などで堆積する方法、及びこれらを複合的に積層する方法等を挙げることが出来る。
(パターン化した膜を有する帯状基材の準備)
厚さ100μm、幅500mm、長さ500mのポリエチレンテレフタレートフィルム(帝人・デュポン社製フィルム、以下、PETと略記する)に5×10−1Paの真空環境条件で厚さ120nmのITO(インジウムチンオキシド)をスパッタリング法により、マスクパターン成膜を行い、20mm×20mmの大きさの膜を5mm間隔で幅手方向に12列、長手方向に20mm×20mmの大きさの膜を5mm間隔で幅手方向に形成した各列に沿って連続的に形成し、洗浄、100℃にて乾燥後、一旦巻取り保管し膜形成済み帯状基材とした。
アセトン100質量部に市販の染料、C.I.アシッドレッド249を1.5質量部、溶解した塗布液を調製し、粘度1.0mP・sになる様にポリビニルブチレート(PVB)の添加量を調整し塗布液を準備した。塗布液の粘度は東機産業株式会社製の、E型粘度計 VISCONIC ED型を使用し、温度25℃で測定した値を示す。
以下に示すスリット型ダイコーターを準備した。
スリット間隙O 20μm
塗布幅 300mm
(バックロールの準備)
表1に示す様に表面の細孔の相当直径の平均値を変えた多孔質セラミックの表面のバックロールを準備しNo.1−1から1−7とした。
バックロールの直径:250mm
多孔質の表面の厚さ:10mm
表面の細孔の相当直径の平均値は、オリンパス(株)製 走査型共焦点レーザー顕微鏡LEXT−OLS3000で1000倍程度に拡大撮影し、ランダムに50ケの細孔について孔面積と周長を走査型共焦点レーザー顕微鏡LEXT−OLS3000に付属のソフトを用いて測定し、相当直径=4×面積/周長、として計算した50ケの細孔の相当直径の平均値を用いた。
図1に示す塗膜を形成する工程で準備したバックロールNo.1−1から1−7と、準備したスリット型ダイコーターを使用し、表2に示す様に搬送張力を変化し、バックロールの内部の真空度を−50kPaとし、準備した塗布液を準備した帯状基材の上に、塗布速度10m/min、ウェット膜厚5μmで塗布し、引き続き乾燥工程において110℃で乾燥させて試料No.101から113した。
又、塗布速度は、三菱電機(株)製 レーザドップラ速度計LV203で測定した。
作製した各試料No.101から113につき、長さ方向において先端から5mと、後端から5mとの箇所から試料を抜き取り、塗布幅方向の膜厚安定性を以下に示す測定方法により測定し、以下に示す評価ランクに従って評価した結果を表2に示す。
膜の透過濃度と膜厚との関係が直線関係にあることから、コニカミノルタ製デンシトメーターPDM−7を使用し、基材上の幅手方向に基材と異なる材質で12列にパターン化された膜1個ずつ、合計の12個の膜2a(図2(a)参照)部分について塗布幅方向に2mm間隔で透過濃度を測定し、透過濃度のバラツキを膜厚安定性として、次の式より計算で求めた。
評価ランク
◎:バラツキが1.0未満
○:バラツキが1.0以上、3.0未満
△:バラツキが3.0以上、5.0未満
×:バラツキが5.0以上
塗布する時、ウェット膜厚を表3に示す様に変えた他は、実施例1で作製した試料No.110と全て同じ条件で塗布液を塗布し塗膜を形成し試料No.201から207とした。尚、ウェット膜厚の変更は塗布液供給流量を変えることで調整した。ウェット膜厚は実施例1と同じ方法の計算で求めた理論膜厚を示す。
作製した各試料No.201から207につき、長さ方向において先端から5mと、後端から5mとから試料を抜き取り、膜厚安定性を実施例1と同じ方法で測定し、実施例1と同じ評価ランクで評価した結果を表3に示す。
塗布する時、バックロールの内部の真空度を表4に示す様に変えた他は、実施例1で作製した試料No.110と全て同じ条件で塗布液を塗布し塗膜を形成し試料No.301から307とした。真空度は実施例1と同じ方法で測定した値を示す。
作製した各試料No.301から307につき、長さ方向において先端から5mと、後端から5mとの箇所から試料を抜き取り、膜厚安定性を実施例1と同じ方法で測定し、実施例1と同じ評価ランクで評価した結果を表4に示す。
〈有機EL素子の作製〉
帯状の有機EL素子(基材/第1電極(陽極)/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/第2電極(陰極)/封止材)を図6に示す製造工程で、以下に示す方法で作製した後、断裁し個別の有機EL素子とした。尚、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層はスリット型ダイコーターで塗布形成し、第1電極(陽極)、第2電極(陰極)は蒸着方式で成膜し形成した。
厚さ100μm、幅200mm、長さ500mのポリエチレンテレフタレートフィルム(帝人・デュポン社製フィルム、以下、PETと略記する)に5×10−1Paの真空環境条件で厚さ120nmのITO(インジウムチンオキシド)をスパッタリング法により、マスクパターン成膜を行い、取り出し電極を有する12mm×5mmの大きさの第1電極を一定間隔で12列連続的に形成し、一旦巻取り保管し第1電極形成済み帯状可撓性基材とした。
ポリエチレンジオキシチオフェン・ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSS、Bayer社製 Bytron P AI 4083)を40質量%に対し、純水30質量%、イソプロパノール30質量%で希釈し正孔注入層形成用塗布液を調製した。
スリット型ダイコーターを使用し、準備された第1電極が形成されたPETを帯電除去処理した後、多孔質セラミックで形成されたバックアップロールに保持されたPETの上全面(但し、PETの両端の10mmは除く)に、準備した正孔注入層形成用塗布液を以下に示す条件で塗布した後、第1電極の取り出し電極形成部分及び各パターン化して形成されている第1電極の周囲の正孔注入層を溶媒として純水を使用し払拭し除去した。この後、引き続き乾燥・加熱処理を行った。
帯電除去処理は第1電極形成側を非接触式帯電防止装置を、裏面側を接触式帯電防止装置を使用した。非接触式帯電防止装置はヒューグルエレクトロニクス(株)製フレキシブルAC式イオナイズィングバーMODEL4100Vを使用し行った。接触式帯電防止装置は都ローラー工業(株)製導電性ガイドロールME−102を使用し行った。
塗布条件としては、正孔注入層形成用塗布液を塗布速度5m/min、塗布幅180mm、ウェット膜厚は2μm、正孔注入層形成用塗布液の塗布時の温度は25℃、露点温度−20℃以下のN2ガス環境の大気圧下で、且つ清浄度クラス5以下(JIS B 9920)で行った。塗布速度は、三菱電機(株)製 レーザドップラ速度計LV203で測定した。
バックロールの細孔の相当直径の平均値:1.0μm
バックロールの内部の真空度:−50kPa
搬送張力は、三菱電機(株)製 張力計 LX−015TDで測定した値を示す。
乾燥及び加熱処理条件
正孔注入層形成用塗膜の乾燥及び加熱処理条件としては、乾燥装置のスリットノズル形式の流出口から成膜面に向け高さ100mm、流出風速1m/s、幅手の風速分布5%、温度120℃で残留溶媒を除去した後、引き続き、加熱処理装置により温度150℃で裏面伝熱方式の熱処理を行い、正孔注入層を形成した。
ポリエチレンジオキシチオフェン・ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSS、Bayer社製 Bytron P AI 4083)を純水で65%、メタノール5%で希釈した溶液を正孔輸送層形成用塗布液として調製した。正孔輸送層形成用塗布液の粘度は0.7mPa・sであった。粘度はブルックフィールド社製 デジタル粘度計 LVDV−Iを使用し、20℃で測定した値を示す。
準備したスリット型ダイコーターを使用し、正孔注入層迄が形成されたPETを帯電除去処理した後、バックアップロールに保持されたPETの上全面(但し、両端の10mmは除く)に、準備した正孔輸送層形成用塗布液を以下に示す条件で塗布した後、第1電極の取り出し電極形成部分及び各パターン化して形成されている第1電極の周囲の正孔輸送層を溶媒として純水を使用し払拭し除去した。この後、引き続き乾燥・加熱処理を行った。
帯電除去処理は正孔注入層を形成する時と同じ方法で行った。
塗布条件としては、正孔輸送層形成用塗布液を塗布速度5m/min、塗布幅180mm、ウェット膜厚は2μm、正孔輸送層形成用塗布液の塗布時の温度は25℃、露点温度−20℃以下のN2ガス環境の大気圧下で、且つ清浄度クラス5以下(JIS B 9920)で行った。尚、塗布速度は、正孔注入層の塗布速度と同じ測定方法で行った。
バックロールの細孔の相当直径の平均値:1.0μm
バックロールの内部の真空度:−50kPa
搬送張力、細孔の相当直径の平均値、真空度は、正孔注入層形成用塗布液を塗布する時と同じ方法で測定した値を示す。
正孔輸送層形成用塗膜の乾燥及び加熱処理条件としては、正孔輸送層形成用塗布液を塗布し予備乾燥工程を通過した後、乾燥装置を使用し温度120℃で残留溶媒を除去した後、引き続き、加熱処理装置により温度150℃で裏面伝熱方式の熱処理を行い、正孔輸送層を形成した。
ジカルバゾール誘導体(CBP) 1.00質量%
イリジウム錯体(Ir(ppy)3) 0.05質量%
トルエン 98.95質量%
発光層形成用塗布液の粘度は0.59mPa・sであった。粘度はブルックフィールド社 デジタル粘度計 LVDV−Iを使用し、20℃で測定した値を示す。
準備された正孔輸送層までが形成されたPETを帯電除去処理した後、正孔輸送層の上全面(但し、PETの両端の10mmは除く)に、スリット型ダイコーターと、表5に示す様に細孔の相当直径の平均値を変えたバックロール使用し、帯状基材の搬送する張力を変え、発光層形成用塗布液を以下に示す条件で塗布した後、第1電極の取り出し電極形成部分及び各パターン化して形成されている第1電極の周囲の発光層を溶媒としてトルエンを使用し払拭し除去した。この後、引き続き乾燥・加熱処理を行い発光層までを形成したPETを作製しNo4−aから4−mとし、引き続き電子輸送層形成工程に搬送した。
塗布条件としては、発光層形成用塗布液を塗布速度5m/min、塗布幅180mm、ウェット膜厚は2μm、発光層形成用塗布液の塗布時の温度は25℃、露点温度−20℃以下のN2ガス環境の大気圧下で、且つ、清浄度クラス5以下(JIS B 9920)で行った。尚、塗布速度は、正孔注入層の塗布速度と同じ測定方法で行った。
搬送張力、細孔の相当直径の平均値、真空度は、正孔注入層形成用塗布液を塗布する時と同じ方法で測定した値を示す。
発光層形成用塗膜の乾燥及び加熱処理条件としては、発光層形成用塗布液を塗布した後、乾燥装置を使用し、乾燥条件は、乾燥装置のスリットノズル形式の流出口から成膜面に向け高さ100mm、流出風速1m/s、幅手の風速分布5%、温度120℃で溶媒を除去した後、引き続き、加熱処理装置により温度150℃で裏面伝熱方式の熱処理を行い、発光層を形成した。
電子輸送層形成用塗布液として、0.5質量%の電子輸送材料1を含有する1−ブタノール溶液を調製した。
準備された発光層までが形成された各PETNo.4−aから4−mを帯電除去処理した後、発光層の上全面(但し、PETの両端の10mmは除く)に、準備したスリット型ダイコーターを使用し、準備した電子輸送層形成用塗布液を以下に示す条件で塗布した後、第1電極の取り出し電極形成部分及び各パターン化して形成されている第1電極の周囲の電子輸送層を溶媒として1−ブタノールを使用し払拭し除去した。この後、引き続き乾燥部で以下に示す条件により乾燥・加熱処理を行い、パターン化した電子輸送層までを形成したPETを作製しNo.4−1から4−13とし、一旦巻取り保管した。
帯電除去処理は電子輸送層側を非接触式帯電防止装置を、裏面側を接触式帯電防止装置を使用した。非接触式帯電防止装置及び触式帯電防止装置は正孔注入層を形成する時と同じものを使用した。
塗布条件としては、電子輸送層形成用塗布液を、塗布速度5m/min、塗布幅180mm、ウェット膜厚は2μm、電子輸送層形成用塗布液の塗布時の温度は25℃、露点温度−20℃以下のN2ガス環境の大気圧下で、且つ、清浄度クラス5以下(JIS B 9920)で行った。尚、塗布速度は、正孔注入層の塗布速度と同じ測定方法で行った。又、搬送張力、バックロールの細孔の相当直径の平均値、バックロールの内部の真空度は正孔注入層の塗布と同じ条件で行った。
電子輸送層形成用塗膜の乾燥及び加熱処理条件としては、電子輸送層形成用塗布液を塗布した後、乾燥装置を使用し、乾燥条件は、乾燥装置のスリットノズル形式の流出口から成膜面に向け高さ100mm、流出風速1m/s、幅手の風速分布5%、温度120℃で溶媒を除去した後、引き続き、加熱処理装置により温度150℃で裏面伝熱方式の熱処理を行い、電子輸送層を形成した。
引き続き、電子輸送層までが形成された各PETNo.4−1から4−13に付けられたアライメントマークを検出し、アライメントマークの位置に従って形成された電子輸送層の上に第1電極の大きさ及び第2電極用取り出し電極を形成する大きさで、5×10−4Paの真空下にて第2電極形成材料としてアルミニウムを使用し、蒸着法にてマスクパターン成膜し、厚さ100nmの第2電極を積層した。
封止部材として、PETフィルム(帝人・デュポン社製)を使用し、無機膜(SiN)をバリア層に使用した2層構成の帯状シート封止部材を準備した。PETの厚さ100μm、バリア層の厚さ200nmとした。尚、PETフィルムのバリア層の成膜はスパッタリング法により実施した。JIS K−7129B法(1992年)に準拠した方法で主としてMOCON法により測定した水蒸気透過度は0.01g/m2・dayであった。JIS K7126B法(1987年)に準拠した方法で主としてMOCON法により測定した酸素透過度は0.1ml/m2・day・MPaであった。
準備した複数の有機EL素子が連続的に繋がった状態のものを個別の有機ELパネルの大きさにPETに付けられたアライメントマークを検出し、アライメントマークの位置に従って断裁し個別の有機EL素子を作製し試料No.401から413とした。
作製した各試料No.401から413に付けられたアライメントマークを検出し、アライメントマークの位置に従って断裁し、長さ方向において先端から5mと、後端から5mとの箇所から作製した各試料を抜き取り、有機層の膜厚のバラツキが輝度に支配的に影響することから輝度バラツキを以下に示す試験方法により試験し、以下に示す評価ランクに従って評価した結果を表6に示す。
定電圧電源を用いて、有機EL素子に25A/m2の直流定電流を流し、サンプルの発光部10箇所の輝度をコニカミノルタセンシング株式会社製分光放射輝度計CS1000を用いて2度視野角正面輝度を発光輝度として測定し、以下の式から計算で求めた。
輝度バラツキの評価ランク
◎:5%未満
○:5%以上、10%未満
△:10%以上、20%未満
×:20%以上
1a 供給工程
1b、502a、503a、504a、505a 塗布工程
1b1、502a1、503a1、504a1、505a1 スリット型ダイコーター
1b2、502a2、503a2、504a2、505a2 バックロール
1b23 表面
1b23a 多孔質基材
1b24 内部
1b27 吸引管
1c、502b、503b、504b、505b 乾燥工程
1d 回収工程
2、6 帯状基材
2a 膜
2b、401 基材
2c 表面
4 有機エレクトロニクス素子
402 第1電極(陽極)
403 機能層
404 第2電極(陰極)
405 接着剤層
406 封止部材
5 有機EL素子の製造工程
502 正孔注入層形成工程
503 正孔輸送層形成工程
504 発光層形成工程
505 電子輸送層形成工程
508 第2電極形成工程
511 封止部材貼合工程
512 断裁工程
Claims (7)
- 帯状基材の表面に前記帯状基材と異なる材質でパターン化した膜を有し、バックロールに保持するとともに搬送張力が5N/m幅から100N/m幅で連続的に搬送される前記帯状基材の上に、スリット型ダイコーターを使用し、塗布液を塗布する塗布方法において、
前記バックロールは、相当直径の平均値が0.1μmから25.0μmの細孔を有する多孔質の表面と、前記帯状基材をバックロール表面へ吸着させる吸着手段とを有し、
前記吸着手段により、前記帯状基材を前記バックロールの表面に吸着保持しながら、
前記塗布液を前記帯状基材の上に塗布することを特徴とする塗布方法。 - 前記帯状基材が樹脂フィルムで、前記パターン化した膜が導電性物質から形成されていることを特徴とする請求項1に記載の塗布方法。
- 前記吸着は、前記バックロールの内部を−96kPaから−10kPaの真空度にし、バックロールの表面の気体を吸引することで行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の塗布方法。
- 前記スリット型ダイコーターにより前記帯状基材の上に塗布し形成する塗膜のウェット膜厚が0.1μmから10.0μmであることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の塗布方法。
- 前記バックロールは、多孔質セラミックで作られていることを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の塗布方法。
- 前記帯状基材の塗布される面が非接触方式で搬送されることを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の塗布方法。
- 基材の上に、第1の電極と第2の電極を有し、前記第1の電極と、前記第2の電極との間に、少なくとも1層の有機機能層を積層した構成を有する有機エレクトロニクス素子の製造方法において、前記有機機能層を請求項1から6の何れか1項に記載の塗布方法により形成することを特徴とする有機エレクトロニクス素子の製造方法。
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